本文首先对混凝土棱柱体抗压强度的尺寸效应现象和试件单轴受压破坏全过程进行了试验研究。试验结果表明,混凝土单轴抗压强度随试件几何尺寸的增大而降低;钢筋混凝土试件的尺寸效应系数高于混凝土。混凝土内部微裂缝的积累导致了其破坏。然后,本文在细观层次上将混凝土看作是由粗骨料、水泥砂浆基体和二者之间的界面层所组成的非均匀三相复合材料,采用最优级配公式,计算了各粒径骨料颗粒的数目。基于混凝土骨料随机分布的特征,运用FORTRAN语言编写了随机数生成程序,以及不同尺寸混凝土试件的二维平面和三维空间的骨料随机投放程序,生成随机骨料模型。对有限元方法中的网格剖分方法进行了研究,采用多次网格剖分技术对随机骨料模型进行了合适的网格剖分。将骨料、砂浆、界面三种材料看作各向同性材料,由实验测出骨料、砂浆以及混凝土的力学参数。对界面参数选取一系列离散值进行计算,得到了界面材料与混凝土材料的弹性模量的对应关系,验证了界面相是混凝土三相中最薄弱的地方。应用随机骨料的细观有限元模型进行混凝土的单轴压缩破坏性试验,得到各数值试验下试件的裂缝萌生、扩展直至贯通,试件破坏的全过程以及对应的极限承载力,并由极限承载力和试件几何尺寸得出抗压强度等力学参数。分别建立均质混凝土模型、非均质混凝土模型,采用弹脆性损伤本构关系、损伤+塑性本构关系,研究试件的破坏过程,得到各模型的宏观力学响应,与试验结果进行了比较,分析了产生差异的原因。选用合理的本构模型,对三种不同尺寸的混凝土试件进行了数值试验,得出了混凝土抗压强度的尺寸效应规律,并与试验结果进行了比较,二者结论一致。